高中化學(xué) 2.4太陽能、生物質(zhì)能和氫能的利用課件 蘇教版必修2.pptVIP

第四單元太陽能 生物質(zhì)能和氫能的利用 1 通過交流與討論 認(rèn)識(shí)太陽能 生物質(zhì)能 氫能利用的現(xiàn)狀 了解開發(fā)利用太陽能的廣闊前景和尚未攻克的一些技術(shù)難題 2 通過對(duì)氫能開發(fā)與利用的討論 認(rèn)識(shí)開發(fā) 利用高能潔凈能源的重要性和迫切性 1 你知道生活中都是怎樣利用太陽能的嗎 提示植物的光合作用 太陽能熱水器 地膜覆蓋 大棚種植農(nóng)作物 太陽能電池等 2 農(nóng)村沼氣池中產(chǎn)生的氣體主要成分是什么 提示甲烷 3 你知道怎樣制取氫氣嗎 提示活潑金屬與酸反應(yīng) 水的電解等 篤學(xué)一太陽能的利用 太陽能 光 熱 輻射 化學(xué) 石油 天然氣 煤 太陽 間接 氫氣 篤學(xué)二生物質(zhì)能的利用 植物 加工產(chǎn)品 1 氫能的優(yōu)點(diǎn) 1 制取h2的原料是 資源不受限制 2 h2的燃燒產(chǎn)物是水 不會(huì) 是理想的 氫氣被人們看做是理想的 3 h2的高 完全燃燒放出的熱量是等質(zhì)量汽油的3倍多 篤學(xué)三氫能的開發(fā)和利用 水 污染環(huán)境 清潔燃料 綠色能源 熱值 co 3h2 co h2 2h2 o2 2h2 o2 微生物 慎思1 什么是化石燃料 燃燒化石燃料有何利弊 提示煤 石油 天然氣屬于化石燃料 是由遠(yuǎn)古生物被埋在地下經(jīng)歷幾百萬年演變而來的 主要由碳 氫元素組成 還含有少量硫 磷 氮等元素 好處 開采方便 利用方便 可直接燃燒等 弊端 不可再生資源越用越少 能源利用率低 單位產(chǎn)值能耗高 污染環(huán)境 慎思2 大自然是如何利用太陽能的 提示植物的光合作用 在陽光照射下 植物體內(nèi)的葉綠素把水 二氧化碳轉(zhuǎn)化為葡萄糖 進(jìn)一步生成淀粉 纖維素 實(shí)現(xiàn)光能到化學(xué)能的轉(zhuǎn)化 慎思3 生物質(zhì)能的來源是什么 包括哪些物質(zhì) 怎樣利用這些生物質(zhì)能 提示生物質(zhì)能來源于植物及其加工產(chǎn)品所貯存的能量 包括 農(nóng)業(yè)廢棄物 秸稈 枝葉等 水產(chǎn)植物 油料植物 有機(jī)廢棄物 動(dòng)物糞便等 利用 直接燃燒 轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 如制成沼氣 熱化學(xué)轉(zhuǎn)換 在汽化爐內(nèi)與水 空氣反應(yīng)生成燃?xì)?慎思4 為什么氫氣被人們看做是理想的 綠色能源 提示等質(zhì)量的氫氣燃燒放出的熱量多 原料來源豐富 而且燃燒產(chǎn)物是水 無污染 人類和動(dòng)物對(duì)太陽能的利用方式可分為直接利用和間接利用 直接利用太陽能的方式可分為 太陽能的利用 例1 下列有關(guān)太陽能利用的敘述不正確的是 a 太陽能熱水器是將光能轉(zhuǎn)化為熱能b 太陽能電池是將光能轉(zhuǎn)化為電能c 光解水制氫氣是將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能d 水力發(fā)電是將太陽能直接轉(zhuǎn)化為機(jī)械能解析太陽能的利用方式分為直接利用和間接利用 直接利用太陽輻射能有四種基本方式 光 熱轉(zhuǎn)換 光 電轉(zhuǎn)換 光 化學(xué)能轉(zhuǎn)換 光 生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換 水力發(fā)電 礦物燃料則是間接利用太陽能 答案d 考查學(xué)生對(duì)太陽能利用的掌握情況 使學(xué)生能理解太陽能的利用方式 熟練掌握能量的轉(zhuǎn)換形式 體驗(yàn)1 為防止大氣污染 節(jié)約燃料 緩解能源危機(jī) 專家指出 對(duì)燃燒產(chǎn)物如co2 h2o n2等利用太陽能最終轉(zhuǎn)化為 a 生物能b 化學(xué)能c 熱能d 電能 解析關(guān)鍵信息是據(jù)圖示可知co2 h2o n2利用太陽能使它們重新組合為可燃物 而可燃物燃燒后轉(zhuǎn)化為燃燒產(chǎn)物并放出熱量 產(chǎn)物又結(jié)合太陽能轉(zhuǎn)化為燃料 如此循環(huán)可知太陽能最終轉(zhuǎn)化為熱能 答案c 1 生物質(zhì)能 1 優(yōu)點(diǎn) 可再生 低污染 2 缺點(diǎn) 植物僅能將極少量的太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 存在很分散 熱值較低 體積大而不易運(yùn)輸 生物質(zhì)的水分偏多 3 利用方式 直接燃燒 生物化學(xué)轉(zhuǎn)換 熱化學(xué)轉(zhuǎn)換等 生物質(zhì)能和氫能的利用 2 氫能 1 優(yōu)點(diǎn) 制取h2的原料是水 資源不受限制 h2的燃燒產(chǎn)物是水 不會(huì)污染環(huán)境 氫能是理想的清潔燃料 氫氣被人們看做是理想的 綠色能源 h2的熱值高 完全燃燒放出的熱量是等質(zhì)量汽油的3倍多 2 利用方式 直接燃燒 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能 制成燃料電池 用高壓氫氣 氧氣制作氫氧燃料電池也是氫能源利用的一種重要方式 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 制成燃料電池與直接燃燒相比 能量利用率要高得多 通過氫的熱核反應(yīng) 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為核能 如用h h制成氫彈 3 開發(fā)方式 以天然氣 石油和煤為原料 在高溫下與水蒸氣反應(yīng)制得 電解水制得 光解水制得 生物質(zhì)汽化制得等 4 尚未完全解決的難題 如何廉價(jià)地獲取氫氣 尋找一種催化劑并利用太陽能分解水是最佳制氫氣方案 如何安全地貯存氫氣 氫氣難液化 253 易擴(kuò)散 易著火 液氫貯存難度大且不安全 利用貯氫合金可以解決氫氣的貯存問題 如何開發(fā)高效的燃料電池 例2 氫能是一種應(yīng)用前景非常誘人的新能源 目前仍處在研究 試驗(yàn)階段 還未進(jìn)入普及階段 主要原因是 a 氫氣燃燒放出的熱量低于相同質(zhì)量的化石燃料 經(jīng)濟(jì)效益欠佳b 氫氣燃燒對(duì)環(huán)境影響的評(píng)價(jià)問題尚無定論c 氫氣的制備耗能巨大 廉價(jià)制氫技術(shù)尚未成熟d 氫氣燃燒易爆炸 解析氫氣的熱值高于化石燃料的熱值 經(jīng)濟(jì)效益欠佳是錯(cuò)誤的 氫氣燃燒產(chǎn)物是水 對(duì)環(huán)境無污染 因此對(duì)環(huán)境影響的評(píng)價(jià)已經(jīng)是公認(rèn)的 綠色能源 制備耗能巨大 廉價(jià)制氫技術(shù)尚未成熟是導(dǎo)致氫能仍處于研究 試驗(yàn)階段的根本原因 答案c 使學(xué)生能熟練掌握生物質(zhì)能 氫能的優(yōu)點(diǎn)以及利用方式 發(fā)展前景 面臨的問題等 體驗(yàn)2 下列有關(guān)生物質(zhì)能的說法正確的是 a 生物質(zhì)能是不可再生能源b 生物質(zhì)能本質(zhì)上是太陽能c 焚燒生活垃圾發(fā)電是將生物質(zhì)能直接轉(zhuǎn)化為電能d 玉米 高粱發(fā)酵制乙醇是生物質(zhì)能的熱化學(xué)轉(zhuǎn)換 解析生物質(zhì)能來源于植物及其加工產(chǎn)品所貯存的能量 生物質(zhì)能利用的最終產(chǎn)物一般是無污染的co2和h2o 通過植物的光合作用 重新將太陽能又轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能 因此生物質(zhì)能是可再生的新能源 生物質(zhì)的能量來源于太陽能 a項(xiàng)錯(cuò)誤 b項(xiàng)正確 焚燒生活垃圾發(fā)電的能量轉(zhuǎn)化過程是 生物質(zhì)能 熱能 電能 c不正確 含淀粉較高的農(nóng)作物發(fā)酵制燃料乙醇是生物化學(xué)轉(zhuǎn)換 d不正確 答案b 案例 我國(guó)未來將建立太空空間站 現(xiàn)設(shè)計(jì)了如下充分利用太陽能的工作原理示意圖 請(qǐng)回答下列問題 1 從能量轉(zhuǎn)換角度看 發(fā)生了 其基本裝置是 此時(shí)空間站處于 填 向日面 或 背日面 2 要使空間站上的水分解順利進(jìn)行 要解決的關(guān)鍵問題是 氫儲(chǔ)罐中可選擇 來貯存氫氣 3 若燃料電池中的電解質(zhì)溶液是koh溶液 則負(fù)極的電極反應(yīng)式為 4 該工作原理有哪些優(yōu)點(diǎn) 解析由工作原理示意圖可看出向空間站提供電能的方式有兩種 是光電轉(zhuǎn)換向空間站提供電能 是經(jīng)過光分解水生成h2和o2 再由氫氧燃料電池向空間站提供電能 系統(tǒng)中水可以循環(huán)使用 光 電直接轉(zhuǎn)換在太陽能電池中進(jìn)行 氫氧燃料電池中負(fù)極的電極反應(yīng)為氫氣的失電子反